¿La nitruración iónica puede ser un tratamiento de corta duración? : parámetros y resultados comparativos en un acero AISI 420

Abstract

En este trabajo se presentan los resultados de microestructura y resistencia al desgaste de un acero inoxidable AISI 420 nitrurado durante 3 horas con diferentes parámetros y se comparan con los hallados en los tratamientos habituales de 10 horas. Se midió dureza en superficie y perfil en profundidad, se analizó la microestructura, y se realizaron ensayos de desgaste tipo pin-on-disk. En el análisis metalográfico y el perfil de dureza de las probetas tratadas con nitruración corta (3 horas), se encontró una zona modificada de espesor comparable al de las probetas tratadas 10 horas. La dureza resultó diferente según los parámetros utilizados pero todas las muestras presentaron una zona modificada por nitrógeno que permitió soportar las exigencias de los ensayos de desgaste. Se concluye que un tratamiento de nitruración iónica de 3 horas con los parámetros adecuados, representa una opción importante para las aplicaciones industriales dado que la reducción en la duración del proceso es de vital importancia para lograr competitividad y aumento de la producción.

In this work, the microstructure and wear behavior of ion nitrided AISI 420 martensitic stainless steel was investigated, comparing a 3 h treatment with different parameters with a treatment of 10 h duration. Microstructure was analyzed, surface hardness was measured and also a hardness depth profile was assessed. The wear and tribological behavior was analyzed in a pin-on-disk test. According to the metallographic analysis and the hardness profile, it was determined that the samples treated for 3 hours developed a modified layer with a thickness comparable to that of the samples nitrided in a 10 hours process. The hardness varied using different process parameters but all samples had a nitrogen diffusion zone which provided a good wear resistance. As a conclusion, it could be established that a 3 hours nitriding treatment with suitable parameters can be a right choice for industrial applications because a reduction in the process duration is very important to reach competitiveness and increase production.